The growth of intermediate mass black holes through tidal captures and tidal disruption events
我们提出了$N\mathrm{-body} $模拟，包括后牛顿动力学，密集的低质量恒星集群窝藏中心黑洞（BH）与初始质量为50，300，和2000 $\mathrm{M_{\odot}}$。这些模型的演变与$N\mathrm{-body} $代码\textsc{bifrost}调查的可能形成和大质量黑洞的恒星的潮汐捕获和潮汐破裂事件（TDEs）的增长。我们模拟恒星BH潮汐相互作用使用速度依赖的阻力，这会导致轨道能量和角动量损失附近的BH。在黑洞的影响范围内，大约有10%的恒星形成了巴克尔-沃尔夫尖点，阻止了系统的核心坍缩。在最初的4000万年进化中，系统经历了500到1300次TDE，这取决于初始的集群结构。大多数（$> 95$ %）的TDE起源于Bahcall-Wolf尖点的恒星。我们推导出了TDE率作为中心BH质量，密度和速度分散的集群（$\dot{N}_{\mathrm{TDE}} \propto M\mathrm{_{BH}} ρσ^{-3}$）的函数的解析公式。我们发现，TDEs可以导致300 $\mathrm{M_{\odot}}$ BH达到$\sim 7000 \mathrm{M_{\odot}}$在一个陀螺仪。这表明TDE可以在足够密集的环境中驱动大质量BH的形成和生长，这些环境可能存在于核星团的中心区域。
2022-11-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal Disruption of Stars by Supermassive Black Holes -- XMM-Newton Highlights and the Next Decade
本文总结了XMM-牛顿在恒星潮汐破裂事件上的亮点。ROSAT首先发现，正在进行和即将进行的天空调查将在1000年代发现这些事件。在X射线中，潮汐破裂事件（TDEs）为我们提供了强有力的新探测器，用于研究在极端条件下和短时间尺度上的吸积物理学，SMBH附近的相对论效应，爱丁顿极限附近或以上的盘风的形成和演化，以及新发射的射电喷流的高能发射过程。TDE可以作为在星系核心存在休眠的单个黑洞和双黑洞的路标，因为在后一种情况下TDE的光变曲线是不同的。XMM-Newton已经开始为所有这些主题做出贡献，并且在未来十年内将开辟丰富的发现空间。
2017-02-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal effects on small bodies by massive black holes
位于银河系中心的紧凑射电源人马座A（Sgr A）拥有一个超大质量黑洞，其质量已通过恒星轨道运动测量。因此，Sgr A是最近的实验室，可以在那里测试超大质量黑洞天体物理学，并可以调查黑洞的环境。由于它不是一个活动星系核，它也提供了观测捕获可能绕中心黑洞运行的小物体的可能性。我们研究了黑洞的强引力场对小天体，如彗星或小行星的影响。我们还探讨了这样一种观点，即在Sgr A中检测到的耀斑可能是由质量为10 ^20 g的单个致密天体的最终吸积产生的，它们的时间不是源的特征，而是它们在其中运动的中央星系黑洞的时空特征。我们发现，潮汐效应是强大到足以融化的固体对象，目前的计算的时间演化的光变曲线的下落物体作为各种参数的函数。我们的潮汐破裂模型表明，在潮汐挤压，同步辐射的条件可以满足。我们证明了耀斑的光变曲线可以从黑洞周围测地线轨道的动力学性质推导出来，并且它仅微弱地依赖于源的物理性质。
2009-01-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Super-Eddington Accretion in Tidal Disruption Events: the Impact of Realistic Fallback Rates on Accretion Rates
在恒星被大质量黑洞潮汐分裂后，分裂的恒星碎片可以以大大超过其爱丁顿极限的速度落回黑洞。为了了解黑洞质量如何影响潮汐破坏事件中超级爱丁顿吸积的持续时间，我们首先运行一套模拟的破坏太阳系恒星的超大质量黑洞的质量变化，直接测量回落率到洞，我们比较这些回落率的分析预测的“冻结”模型。然后，采用零伯努利吸积流作为黑洞吸积流的解析表达式，研究了黑洞的吸积率随更精确的回退率的变化规律.我们发现，数值模拟的回退率产生吸积率的洞，可以根据黑洞质量，是近一个数量级大于冻结近似预测。我们的研究结果提出了新的限制最大黑洞质量的超爱丁顿吸积发生在潮汐破坏事件。
2018-07-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal Capture by a Black Hole and Flares in Galactic Centres
我们提出了一个大规模的黑洞在银河系中心的潮汐捕获和破坏的对象的迹象。由于与黑洞的强引力场相互作用，该物体的光变曲线可以以100秒\times（M_{bh} /10 ^6 M_{Solar}）的特征时间突然爆发。我们的模拟表明，广义相对论在遭遇的后期阶段以两种方式起着至关重要的作用：（i）由于近日点的岁差，潮汐破裂更加严重，（ii）光的弯曲和光的畸变产生并增强了远处观察者看到的耀斑。我们提出我们的结果的情况下，潮汐中断太阳型恒星。我们还讨论了在银河系中心观察到的两个最强的耀斑。虽然第一个是在X射线和第二个红外线观察到的，他们有几乎相同的光变曲线，我们发现有趣的是，它是可能的，以适应红外线耀斑与潮汐破坏彗星或行星物体的一个相当简单的模型。我们讨论的模型和可能的情况下，这样的事件可以发生。
2009-03-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the mass and luminosity functions of tidal disruption flares: rate suppression due to black hole event horizons
大质量黑洞对恒星的潮汐破坏预计会产生热辐射的明亮耀斑。在光学瞬变巡天中，可能已经探测到了大约24个这样的恒星潮汐破裂耀斑（TDFs）。然而，解释这些事件的潮汐破坏范式内观察到的属性是不可能的。这种理论上的模糊性导致一些作者认为，光学TDFs是由于不同的过程，如核超新星或吸积盘不稳定性。在这里，我们提出了一个测试的基本预测的潮汐中断事件的情况下：由于直接捕获恒星的黑洞的耀斑速率的抑制。使用最近编译的候选TDFs与黑洞质量测量的样本，再加上在这个通量有限的样本中的选择效应的仔细治疗，我们确认，从高质量黑洞观察到的TDFs的缺乏是统计上显着的。我们考虑的所有TDF冒名顶替者模型都无法解释观测到的质量函数;唯一适合数据的情况是由于直接捕获导致的速率抑制。我们发现这种抑制可以解释发光TDF候选者ASASSN-15 lh的低体积速率，从而支持这一耀斑属于TDF家族的假设。我们的工作是第一次提出的光学TDF光度函数。需要一个陡峭的幂律来解释观测到的静止帧g带光度$dN/dL_{g} \propto L_{g}^{-2.5}$。在我们的样本中，耀斑的平均事件率约为每年每个星系$1 \times10^{-4}$，与理论上预期的潮汐破裂率一致。
2018-01-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Weighing Black Holes using Tidal Disruption Events
虽然曾经很罕见，但对恒星被超大质量黑洞潮汐破坏的观测正在迅速变得司空见惯。为了继续从这些事件中学习，有必要将我们越来越多的观测结果与理论进行有力而系统的比较。我们提出了一个潮汐中断模块的模块化开源滤波器瞬态（MOSFiT）和拟合14个潮汐中断事件（TDEs）的结果。我们的模型使用FLASH模拟的TDEs产生热光度，并通过这些光度通过粘度和再处理转换功能，以创建多波长的光变曲线。然后使用MCMC拟合程序将这些理论光变曲线与观测结果进行比较。我们发现，没有一个事件显示出粘性延迟超过几天的证据，支持我们目前在光学/紫外观测策略中缺少大量粘性延迟耀斑的理论。我们发现，这些事件的黑洞质量为$10^6 - 10^8 M_{\odot}$，我们预测的质量与基于大块星系性质的质量一样可靠。我们还发现，有一个与质量$< 1 M_{\odot}$的恒星的偏好，如预期的低质量的恒星大大超过高质量的恒星。
2019-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Suppression of stellar tidal disruption rates by anisotropic initial conditions
本文利用含时Fokker-Planck方程计算了低角动量轨道上恒星亏损的超大质量黑洞捕获恒星的速率。一类初始条件具有由二元黑洞产生的相空间间隙，另一类初始条件具有全局切向各向异性速度分布。我们发现，对于年龄小于~0.1弛豫时间的星系核，恒星进入黑洞的通量相对于稳态值被抑制。这种效应可能会大大减少黑洞质量M>10^7 Msun的星系中可观测到的潮汐破裂耀斑的数量。
2015-06-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal Peeling Events: low-eccentricity tidal disruption of a star by a stellar-mass black hole
恒星质量的黑洞（BH）和恒星之间的近距离相遇经常发生在密集的星团和活动星系核（AGN）的圆盘中。最近的研究表明，在高度偏心的近距离相遇中，恒星可能会被BH（微潮汐破坏事件，或微TDE）潮汐破坏，导致快速的质量吸积和可能明亮的电磁特征。在这里，我们考虑的情况下，恒星可能会接近恒星质量BH在一个渐进的，近圆形的inspiral，在一个circum-binary气体盘或在一个星团的三体相互作用的动力学摩擦的影响下。我们使用光滑粒子流体动力学代码PHANTOM对这种情况进行流体动力学模拟。我们发现恒星的质量被黑洞慢慢地剥离。我们称这种逐渐的潮汐破坏为“潮汐剥离事件”或TPE。根据初始距离和偏心的遭遇，TPE可能会表现出显着的吸积率和轨道演化不同于那些典型的（偏心）micro-TDE。
2023-03-22 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-th
Detection of Gravitational Wave Emission by Supermassive Black Hole Binaries Through Tidal Disruption Flares
星系合并会产生超大质量黑洞双星，它们在合并之前会发出引力波。我们进行三维流体动力学模拟，研究恒星的潮汐破坏这样的双星在其生命的最后几个世纪。我们发现恒星碎片的气体流在双星势中混沌运动，并在两个黑洞周围形成吸积盘。吸积光变曲线在双星轨道周期内受到相对论性光束的调制。这种周期性信号允许通过观测相隔十多年的两次潮汐破裂事件来检测由于引力波发射而导致的双星轨道的衰减。
2016-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The relativistic restricted three-body problem: geometry and motion around tidally perturbed black holes
Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学高等技术学院）
研究围绕潮汐扰动黑洞的几何与运动，揭示潮汐力对引力波相位的影响及非线性耦合机制。
2026-01-21 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Ultra-Close Encounters of Stars With Massive Black Holes: Tidal Disruption Events With Prompt Hyperaccretion
银河系核心的明亮耀斑，随后是亮度的$t^{-5/3}$衰减，通常被认为是大质量黑洞对恒星的完全潮汐破坏的标志。耀斑和幂律衰变是在束缚碎片流返回黑洞、自相交并最终形成吸积盘或环面时产生的。在典型的太阳型恒星被$10^{6}\; M_\odot$黑洞破坏的情况下，恒星的破坏和吸积环的形成之间的时间可能是几年。我们提出了完全广义相对论模拟一类新的潮汐破裂事件，涉及超近距离接触的太阳型恒星与中等质量的黑洞。在这些遭遇中，一个厚厚的磁盘在破坏后迅速形成，以小时为单位。在短暂的初始耀斑之后，在$\sim 10^2\,M_\odot\,{\rm yr}^{-1}$的几天内，吸积率保持稳定和高度超爱丁顿。
2015-06-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The Physics of Accretion Discs, Winds And Jets in Tidal Disruption Events
吸积到黑洞上是将气体质能转化为辐射、风和喷流等能量输出的有效机制。潮汐破裂事件，其中恒星被潮汐撕裂，然后吸积到超大质量黑洞，提供了独特的机会，研究吸积物理学，以及风和喷流发射物理在不同的吸积制度。在这篇综述中，我们系统地描述和讨论了模型，已开发的研究吸积流和射流在潮汐中断事件。这些物理学的良好知识不仅需要了解所观察到的事件的排放，但也是至关重要的探测黑洞周围的广义相对论时空和超大质量黑洞的人口通过潮汐扰动事件。
2021-01-13 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Formation of Massive Black Holes in Galactic Nuclei: Runaway Tidal Encounters
核星团（NSC）和超大质量黑洞（SMBH）都居住在星系核中，共存于一系列的隆起质量中，但在最大或最小的星系中相互排斥。我们建议，一旦神经干细胞超过一定的临界中心密度和速度分散，通过失控的潮汐捕获发生的神经干细胞转化为SMBHs。这个过程中的瓶颈，就像所有的碰撞逃逸一样，是黑洞质量的第一个e-折叠。恒星质量的增长黑洞过去这个瓶颈发生的潮汐捕获恒星消耗在重复事件的质量转移在近心。一旦黑洞达到100-1000太阳质量，潮汐捕获可能会关闭作为生长通道，但潮汐破坏事件将继续，并出现能够生长种子SMBH到更大的尺寸。一旦种子SMBH消耗其宿主NSC的核心，失控就会减慢（变为亚指数）。虽然SMBH中的大部分宇宙质量密度最终是由非常大质量星系中的偶发气体吸积产生的（通过Soltan-Paczynski论点），但最小的SMBH可能是从与NSC恒星的强烈潮汐相遇中成长起来的。SMBH种子在一段时间内完全通过这个通道生长$t$，将遵循与宿主星系速度色散$σ$的简单幂律关系。在最简单的情况下，它是$M_\bullet \sim σ^{3/2}\sqrt{M_\star t / G} \sim 10^{6}M_\odot (σ/ 50~{\rm km~s}^{-1})^{3/2}(t/10^{10}~{\rm yr})^{1/2}$，但是指数和前因子可以根据损失锥再填充的细节而略有不同。目前的潮汐中断事件率…
2016-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Tidal Dissipation and Evolution of White Dwarfs Around Massive Black Holes: An Eccentric Path to Tidal Disruption
被捕获到大质量黑洞（MBH）高偏心率轨道上的白矮星（WD）在潮汐破裂之前可能会经历多次近心通道。在这些通道中，MBH的潮汐势激发WD中的内部振荡或波，并且这些振荡的耗散可以显著地影响WD在其中断之前的物理性质。我们计算的潮汐激发的重力（浮力）波的振幅在WD作为一个函数的近心距离和偏心率为现实的WD模型，假设这些传出的重力波有效地消散在外层的WD的非线性效应或辐射阻尼。得到了潮汐能量和角动量传递率以及潮汐加热率的拟合公式。我们发现，这些动力潮汐是远远弱于引力辐射驱动的轨道衰变的WD-MBH二进制，他们也是无效的改变WD自旋在轨道演化过程中。将我们计算的潮汐耗散率转换为基于MESA的WD演化代码，我们发现潮汐加热可以导致WD明显的增亮，并可能在WD发生潮汐破坏之前在氢包层中引起失控融合。
2016-12-21 astro-ph.HE
Tidal disruption near black holes and their mimickers
黑洞和虫洞都是爱因斯坦场方程的解，从远处看，它们都像一个中心质量。我们在这里表明，虽然在大的距离都表现得像牛顿物体，接近事件视界或喉咙，黑洞和虫洞有不同的潮汐效应的恒星，由于其各自的几何形状。我们量化这种差异的史瓦西黑洞和指数虫洞背景下的数值程序，并比较这些几何形状的潮汐碎片的峰值回落率。计算了这些背景下的潮汐扰动率。结果表明，这些数量是几倍更高的虫洞相比，黑洞的情况下。
2019-12-03 astro-ph.HE gr-qc
Frame-Dragging Vortexes and Tidal Tendexes Attached to Colliding Black Holes: Visualizing the Curvature of Spacetime
当我们把时空分裂成空间加时间时，时空曲率（外尔张量）就分裂成描述潮汐引力的“电”部分E_{jk}和描述惯性系的微分拖曳的“磁”部分B_{jk}。我们介绍了可视化工具B_{jk}（框架阻力涡线，它们的涡度和涡）和E_{jk}（潮汐趋势线，它们的趋势和趋势），也可视化黑洞视界的（标量）涡度和趋势。我们使用这些工具来阐明合并黑洞双星弯曲时空的非线性动力学。
2011-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
No Love for black holes: tightest constraints on tidal Love numbers of black holes from GW250114
通过GW250114事件，研究发现黑洞潮汐变形性上限，排除部分模型并验证Kerr黑洞预测。
2025-12-01 astro-ph.HE gr-qc
From nuclear star clusters to Little Red Dots: black hole growth, mergers, and tidal disruptions
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；University of Oxford（牛津大学）
通过核星团模型研究小黑洞种子快速成长为超大质量黑洞的过程，预测z=4-6时潮汐瓦解事件和黑洞捕获事件的发生率，并解释小红点的低X射线光度。
2026-06-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Lense-Thirring precession around supermassive black holes during tidal disruption events
当一颗恒星漫游到足够接近黑洞的地方，被它的潮汐力扰乱时，就会发生潮汐破坏事件（TDE）。潮汐破裂恒星的碎片预计将在超大质量黑洞周围形成一个吸积盘。这些事件的光变曲线有时显示出准周期性的通量调制，这可能与由于透镜-瑟林（“框架拖曳”）效应而导致的吸积盘的进动有关。由于恒星的初始轨道通常相对于黑洞的旋转是倾斜的，这种不对准加上透镜-瑟林效应导致了圆盘的扭曲。在本文中，我们提供了一个简单的系统模型，该系统由围绕旋转的超大质量黑洞的厚而窄的吸积盘组成，目的是：（a）计算作为系统参数的函数的预期进动周期，（b）讨论为了具有刚性进动而必须满足的条件，（c）研究对准过程，突出了不同的机制如何发挥作用，导致光盘和黑洞角动量对齐。
2015-10-16 astro-ph.HE
Tidal Love Numbers of Kerr Black Holes
克尔黑洞是否会发生潮汐形变，这个悬而未决的问题对基础物理学和引力波天文学有着深远的影响。我们考虑一个克尔黑洞嵌入在一个弱的和缓慢变化的，但在其他方面任意，多极潮汐环境。通过求解规范不变Weyl标量$ψ_0$的静态Teukolsky方程，并通过重构入射辐射规范中相应的度规扰动，对一般的调和指数$\ell$，计算了Kerr黑洞对潮汐场的线性响应.对于史瓦西黑洞和旋转黑洞的轴对称扰动，这种线性响应完全消失。然而，对于自旋黑洞的非轴对称扰动，线性响应并不消失，它对扰动克尔几何的Geroch-Hansen多极矩有贡献。作为应用，我们明确地计算了在黑洞自旋中将诱导四极矩耦合到四极潮汐场的旋转黑洞潮汐Love数，并引入了相应的潮汐Love张量的概念.最后，我们表明，这些诱导的四极矩是密切相关的著名的物理现象的潮汐扭矩的旋转体与潮汐引力环境的相互作用。
2021-04-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Micro Tidal Disruption Events in Active Galactic Nuclei
活动星系核（AGN）可以作为黑洞装配线，通过动力学摩擦和引力波发射将一些恒星质量黑洞从星系中心附近聚集到活动星系核盘的内平面。在这里，我们表明，靠近银河系中心的恒星也被带入活动星系核盘，在那里它们可以被盘中恒星质量的黑洞潮汐破坏。这种微潮汐破裂事件（micro-TDEs）可能是有用的探测恒星与活动星系核盘的相互作用。我们发现活动星系核中的微TDE以$\sim170$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$的速率发生。他们最干净的观测探测器可能是探测到活动星系核中由重超大质量黑洞（$M_{\bullet}\gtrsim10^{8}$ M $_{\odot}$）引起的潮汐破裂，这样它就不会对太阳型恒星造成潮汐破裂。我们讨论两个这样的TDE候选人观察到的日期（ASASSN-15 lh和ZTF 19 aailpwl）。
2021-05-05 astro-ph.HE
Strong-field tidal distortions of rotating black holes: III. Embeddings in hyperbolic 3-space
在以前的工作中，我们开发的工具，用于量化的潮汐扭曲的黑洞的事件视界，由于轨道伴侣。这些工具使用的技术需要大的质量比（伴星质量$μ$比黑洞质量$M$小得多），但可以用于任意的束缚轨道和任何黑洞自旋。我们还展示了如何通过将这些扭曲的黑洞的视界嵌入到全局欧几里得三维空间${\mathbb{E}}^3$中来可视化这些黑洞。这种可视化说明了有关视界动力学的有趣且重要的信息。不幸的是，我们不能用自旋参数$a_* > \sqrt{3}/2 \approx 0.866$来可视化黑洞：这样的黑洞不能全局嵌入${\mathbb{E}}^3$。在本文中，我们克服了这个困难，展示了如何嵌入的视界潮汐扭曲克尔黑洞在一个双曲3空间，${\mathbb{H}}^3$。利用黑洞微扰理论计算了潮汐畸变事件视界的高斯曲率，并由此建立了畸变视界的二维度规。我们发展了一种在${\mathbb{H}}^3$中嵌入潮汐畸变层位的数值方法。作为应用，我们给出了自旋为$a_*=0.9999$的潮汐相互作用黑洞在${\mathbb{H}}^3$中的嵌入序列.在以前的工作中看到的小振幅，高频振荡在这些嵌入中表现得特别清楚。
2017-04-20 astro-ph.HE gr-qc
Prompt Emission from Tidal Disruptions of White Dwarfs by Intermediate Mass Black Holes
本文给出了中等质量黑洞（IMBH）对白矮星（WD）的潮汐扰动的瞬发辐射的定性图象。与超大质量黑洞相比，IMBH的尺寸更小，WD破裂的潮汐半径更小，这导致了具有高峰值光度的非常快的事件。潮汐破裂后，在原地产生磁场，导致有效吸积。由于大尺度磁场的产生，几何厚的超爱丁顿流入导致相对论性喷流。密集的喷流拥有光球，它发出软X射线的准热辐射。该源可归类为长低光度伽马射线暴（II-GRB）。WD的潮汐压缩导致核点火，这是可以观察到的伴随超新星。我们认为GRB 060218和SN 2006 aj就是这样一对II-GRB和超新星。我们认为，在一个通量有限的样本中，IMBHs的WD的中断更频繁，然后其他恒星的IMBHs的中断。
2012-12-20 astro-ph.HE
The maximum mass of a black hole which can tidally disrupt a star: measuring black hole spins with tidal disruption events
本文推导出Hills质量作为黑洞自旋和轨道倾角函数的首个解析通解，发现非赤道面倾角可使最大Hills质量增加最高1.48倍，并利用贝叶斯推断结合该解析解实现了对潮汐撕裂事件中黑洞自旋的保守约束。
2024-02-12 astro-ph.HE gr-qc
Shadow of the magnetically and tidally deformed black hole
我们考虑一个简单的模型，一个黑洞被包围的环形结构，并经历变形，由于磁场和潮汐力。对于这个系统，我们构造了Preston-Poisson黑洞的阴影，并将其应用于超大质量黑洞$M87^*$，并与相应的Schwarzschild和Kerr黑洞的阴影进行了比较.我们发现，对于大偏差参数$B$和$E$，只要测量的角分辨率为$μ\mathrm{arcsec}$量级，Preston-Poisson黑洞的阴影与Kerr黑洞的阴影是清晰可区分的.
2020-08-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A unified treatment of tidal disruption by Schwarzschild black holes
如果恒星的近心点足够靠近宿主星系中心的超大质量黑洞，那么它们的轨道就会被潮汐应力撕裂。一些由此产生的恒星碎片变得更加紧密地束缚在黑洞上，并可能产生一个可观测到的耀斑，称为潮汐破裂事件（TDE）。我们提供了一个自洽的，统一的治疗TDEs的非自旋（史瓦西）黑洞，调查的几个影响，包括广义相对论的变化，在相空间中定义的损失锥轨道上的恒星潮汐中断或捕获。由于直接的恒星捕获，在大质量黑洞中TDE速率迅速下降，但是这种效应被广义相对论中更强的潮汐场导致的损失锥的扩大所抵消。我们提供了一个新的映射过程，在牛顿引力和广义相对论之间转换，使我们能够更好地比较两种引力理论的预测。相对论中的部分潮汐破坏将从恒星上剥离更多的物质，并产生比牛顿引力中具有相同角动量的恒星轨道更紧密的碎片。然而，对于两种理论中导致完全破裂的深碰撞，相对论中更强的潮汐力意味着恒星离黑洞更远，碎片因此没有那么紧密地结合在一起，导致较小的峰值回落吸积率。我们还研究了捕获的潮汐碎片的地平线和相对论的近心进动的潮汐碎片，发现黑洞的$10^6$太阳质量和以上产生的潮汐碎片进动的$10^\circ$或更多的每个轨道。
2016-11-09 astro-ph.HE gr-qc
eROSITA Detection Rates for Tidal Disruptions of White Dwarfs by Intermediate Mass Black Holes
白矮星-黑洞潮汐扰动事件（以下简称WTDEs）提供了探测宇宙中静止的中等质量黑洞种群的机会。我们运行了一套广泛的基于蒙特卡罗的模拟，以探索SRG/eROSITA的检测灵敏度WTDEs作为黑洞质量，红移和事件耀斑之间的时间偏移，它首先被观察到的函数。本文还对球状星团和矮星系的WTDE率密度作了新的估计。我们将其与估计的检测灵敏度相结合，以推断eROSITA检测这些事件的速率。根据对WTDE内在速率的估计，我们预计eROSITA可能会在其4年的全天巡天中检测到$\sim 3$事件。eROSITA将对黑洞质量超过$10^4M_{\odot}$的系统最敏感，并且最有可能在耀斑爆发后5天内捕获这些系统。
2019-09-05 astro-ph.HE
Gravitational waves from the collision of tidally disrupted stars with massive black holes
我们使用流体动力学的模拟，再加上充分的广义相对论调查的引力波产生的恒星碰撞时，一个大质量的黑洞的恒星的潮汐扰动半径位于远离黑洞的视界。我们考虑主序星和白矮星压缩星，和非旋转的黑洞，以及那些接近极端的自旋。我们研究的制度之间的恒星可以准确地模拟一个点粒子，潮汐效应完全抑制的引力波信号。我们发现，不可忽略的引力波可以产生，即使当恒星是强烈的潮汐力的影响，以及当它与大的角动量碰撞。我们讨论的影响，这些结果有潜在的观察引力波从这些来源与未来的探测器。
2014-10-13 astro-ph.HE gr-qc
Gamma-ray emission from the black hole's vicinity in AGN
最近，超大质量黑洞附近的非热磁层过程引起了特别的关注。伴随着曲率和逆康普顿辐射的间隙型粒子加速原则上可能导致可变的伽马射线发射，这可能是用现有仪器检测到的。我们简短地评论磁层间隙的发生和实现不同的潜力。通过对可能的间隙大小施加约束，从而限制可提取的间隙功率并允许评估磁层起源的可解释性，快速变化的检测变得最有指导意义。这一点的相关性进行了讨论的射电星系Cen A，M87和IC 310。磁层伽马射线辐射的探测通常允许对近黑洞区域进行灵敏的探测，因此对于推进我们对极端环境的（天文）物理学的理解具有主要意义
2017-12-15 astro-ph.HE
Radio transients from stellar tidal disruption by massive black holes
一颗恒星被一个超大质量黑洞潮汐破坏，为我们提供了一个难得的机会，让我们一窥这些原本休眠的野兽。长期以来，人们一直预测，这种破坏将伴随着一种热“耀斑”，由束缚的恒星碎片的吸积提供动力。已经以这种方式在光学、UV和X射线波长处发现了几个候选的破坏。在这里，我们探讨的观测结果，如果一个适度的吸积功率的一部分被引导到一个超相对论流出。我们表明，相对论性喷流减速，由于其与星际介质在亚秒差距的距离从黑洞的相互作用。由反向冲击加速的电子产生的同步辐射产生了明亮的无线电-红外瞬态，在破裂后约1年的时间尺度上达到峰值。前向激波的辐射在峰值之后的几年内都可以被探测到。在较晚的时候，对潮汐扰动候选者进行深射电跟踪观测可以测试相对论喷出物的存在。即将到来的无线电瞬变调查可能会独立发现每年数十至数百次潮汐中断，补充其他波长的搜索。潮汐扰动的非热发射探测了在相对清洁的条件下射流形成的物理过程，其中流动参数是独立约束的。
2011-02-07 astro-ph.HE
Ionization and dissociation induced fragmentation of a tidally disrupted star into planets around a supermassive black hole
利用三维光滑粒子流体动力学程序，考虑辐射转移，对超大质量黑洞（SMBH）对抛物轨道上恒星的潮汐扰动进行了辐射流体动力学（RHD）模拟.我们发现，这样一个潮汐破裂的恒星碎片，并形成团块后不久，其潮汐破裂。碎片化是电离和离解的吸热过程的结果，电离和离解降低了气体压力，导致局部引力坍缩。辐射冷却是不太有效的，因为恒星碎片在如此早期的时间仍然具有很高的光学厚度。我们的模拟显示，一颗恒星密度分布n=3的太阳型恒星被一个10^6太阳质量的黑洞破坏后，会产生质量在0.1到12木星质量范围内的$\sim20$团块。质量回退率随时间衰减，从早到晚有明显的尖峰。尖峰提供了返回碎片团块的证据，而未结合碎片上的团块可能是自由漂浮的行星和棕矮星。这种电离和解离诱导的碎片的潮汐破坏的恒星是一个有前途的候选机制，形成低质量的恒星周围的SMBH行星。
2020-01-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
The Process of Stellar Tidal Disruption by Supermassive Black Holes. The first pericenter passage
潮汐破裂事件（TDE）是光学，紫外和X射线天空中最明亮的瞬变事件之一。当一颗恒星被一个巨大的黑洞的潮汐场撕裂时，这些耀斑就开始运动，引发了一系列事件，到目前为止，人们还不完全了解。然而，中断过程已经被广泛研究了近半个世纪，与TDE的后期阶段不同，我们对中断本身的理解相当一致。在这一章中，我们回顾了恒星潮汐破裂的解析和数值模型。从相对简单的，数量级的物理学，我们审查日益复杂的模型，半解析的“仿射形式主义”，流体动力学模拟多变恒星的破坏，以及最近的流体动力学结果有关的破坏现实的恒星模型。我们的审查调查的直接后果中断在两个典型的和更不寻常的TDEs，探索如何的命运潮汐碎片的变化，如果考虑非主序星，深穿透潮汐相遇，双星系统，和次抛物线轨道。恒星潮汐破裂过程提供了模拟静止的大质量黑洞周围吸积流形成所需的初始条件，在某些情况下也可能导致直接可观察到的发射，例如通过冲击爆发，引力波或失控的核聚变在深深陷入的TDE。
2020-05-26 astro-ph.HE
Tidal acceleration of black holes and superradiance
潮汐效应很久以前就锁定了月球与地球同步旋转，并逐渐增加了地月距离。这种“潮汐加速”取决于耗散。包含黑洞的双星也可能是潮汐加速的，耗散是由事件视界--一种柔性的、粘性的单向膜--引起的。事实上，这个过程多年来一直以一种不同的伪装而闻名：超辐射。在广义相对论中，潮汐加速度被引力波辐射所掩盖。然而，当耦合到光标量自由度是允许的，诱导的偶极矩产生“极化加速度”，这可能是强于潮汐四极效应的数量级。光学和引力波观测的结果是有趣的，而且这种机制的印记已经被观测到也不是不可能的。
2013-01-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Magnetic field structure in the vicinity of a super-massive black hole in low luminosity galaxies: the case of Sgr A*
$\rm SgrA^*$的观测提供了许多关于低光度吸积的见解，少数明亮的耀斑伴随着接近地平线的轨道运动。有人提出气体供应来自超大质量黑洞附近的恒星风。我们在这里认为，在附近的黑洞的流动具有低磁化强度和交替极性的结构完全由研究和很久以前提出的MRI湍流过程。如果在离黑洞较远的地方，磁扩散率占主导地位，因此磁场永远不会达到均分值，情况就可能是这样。对于$\rm SgrA^*$，我们显示了这种特定的磁场几何形状的直接后果，这是：（一）间歇性的流动，通过从静止状态到耀斑活动，（二）没有准稳态射流，（三）没有磁逮捕配置的可能性。此外，这种几何形状的另一个显著特征是强烈的磁重联事件，发生在黑洞附近，作为相反磁极性的层被吸积。最后，我们认为，在这种情况下，喷流结构的缺乏将是一个吸烟枪在43 - 86 GHz的观测。
2022-05-30 astro-ph.HE
Tidal deformability of dressed black holes and tests of ultralight bosons in extended mass ranges
紧致天体在潮汐扰动下的变形性被编码在潮汐勒夫数（TLN）中，对于真空中的孤立黑洞，TLN消失。我们证明了被物质场包围的黑洞的TLN并不消失，可以用来探测双黑洞周围的环境。特别是，我们计算TLN的情况下，黑洞周围的标量凝聚体的存在下的标量和矢量潮汐扰动，发现一个强大的幂律行为的TLN的质量的标量场。使用这一结果作为引力潮汐扰动的代理，我们表明，未来的引力波探测器，如爱因斯坦望远镜和LISA可以对超轻玻色子的质量施加严格的约束，这些玻色子由于吸积或超辐射而在黑洞周围凝结。有趣的是，LISA可以测量从恒星质量（$\approx 10^2 M_\odot$）到超大质量（$\approx 10^7 M_\odot$）物体范围内的修饰黑洞的潮汐变形能力，提供$(10^{-17} - 10^{-13}) \, {\rm eV}$范围内超轻玻色子质量的测量，精度低于$10\%$，从而填补了来自地面和空间干涉仪的其他超辐射驱动约束之间的空白。总而言之，LISA和爱因斯坦望远镜可以探测组合质量范围为$(10^{-17} - 10^{-11}) \, {\rm eV}$的装扮黑洞的潮汐效应。
2021-08-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tidal heating of black holes and exotic compact objects on the brane
在双星系统的内旋早期，伴星对致密天体的潮汐加热对双星系统的轨道演化起着重要的决定作用。这种现象在很大程度上取决于“毛发”，以及致密物体的性质。事实证明，额外维度的存在通过为膜世界黑洞引入额外的潮汐电荷以及引入量子效应影响了这两种性质，从而导致了奇异的致密物体的可能存在。事实证明，引力波波形中来自潮汐加热的相位信息可以将额外维度继承的潮汐电荷约束为一个值$\sim 10^{-6}$，这是迄今为止最严格的约束。此外，二阶效应的潮汐加热的外来紧凑的对象，也揭示了一个振荡的行为，相对于自旋，它具有独特的签名。
2021-11-09 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Disruptions of White Dwarfs: Theoretical Models and Observational Prospects
进入黑洞潮汐半径的质量为$\lesssim$ $10^5$ M $_{\odot}$的白矮星注定会被潮汐力撕裂。在恒星黑洞和超大质量黑洞之间的这个质量范围内的黑洞还没有被最终确定，所以检测到白矮星的潮汐破裂将为中等质量黑洞的存在提供明确的证据。在这篇综述中，我们提出了一个理论和观测的瞬态事件，导致从白矮星的潮汐中断的中等质量黑洞。这包括讨论最新的模拟和预测的属性，观测搜索的结果，以及总结潜在的引力波发射将被检测与即将到来的任务。
2020-03-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Environmental effects in GW physics: tidal deformability of black holes immersed in matter
致密天体被伴星潮汐变形的能力，在双星系统发射的引力波中有可探测的印记。这种效应是由所谓的潮汐勒夫数控制的。对于一个特定的引力理论来说，它们只依赖于物体的内部结构，而对于广义相对论中的黑洞来说，它们就消失了。因此，与非零潮汐勒夫数兼容的测量可以提供强场区域新物理学的证据。然而，在现实的天体物理场景中，致密物体被非真空环境所包围。在这项工作中，我们研究的潮汐变形性的配置黑洞沉浸在物质中，专注于两个分析模型表示的各向异性流体和薄壳的物质周围的黑洞。然后，我们将我们的结果应用到天体物理学相关的情况下，黑洞周围的吸积盘，在即将到来的LISA任务的参数区域的利益。我们的研究结果表明，有挑战要克服的强场重力潮汐勒夫数的测试。
2020-03-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Tidal disruption of small satellites orbiting black holes
含有黑洞或中子星的低质量X射线双星（LMXB）的功率谱具有准周期振荡（QPO）的特征。双峰高频QPO的特征在于，频率对于距离紧凑物体10 r_g以内的物质而言是典型的。我们考虑围绕史瓦西黑洞运行的物质团块，它们由于潮汐相互作用而变形。我们给出了相应的光变曲线和功率谱的初步计算。我们能够将模拟的功率谱与包含黑洞的LMXB XTE J1550-564中观察到的功率谱的高频部分相拟合。我们的数值模拟再现了双高频QPO和幂律。下峰对应于开普勒频率，上峰对应于开普勒频率和径向频率之和。
2009-02-12 astro-ph.HE
Hydrodynamical simulations of the tidal stripping of binary stars by massive black holes
在星系核中，围绕中心大质量黑洞的低角动量轨道上的恒星可以完全或部分地被黑洞潮汐场破坏，通过气体吸积照亮紧凑的物体。这种现象可以重复，如果恒星，没有完全中断，是在一个封闭的轨道上。由于双星系统中恒星的多样性，双星也可能在潮汐分离后立即经历这样的命运。黑洞对这两个双星的消耗预计将为双峰耀斑提供动力。在本文中，我们执行的第一次，与GADGET 2，一套光滑粒子流体动力学模拟银河系中心黑洞周围的双星在牛顿政权。我们发现，吸积光度光变曲线从双潮汐中断揭示了一个更突出的膝盖，而不是一个双峰，当减少遇到的碰撞参量和提升的质量之间的差异时，离开系统后，二进制分离和质量的同伴。如果其中一颗恒星在双星分离后仍然被束缚在黑洞中，而只是部分被破坏，那么对拐点的探测可以预测周期性吸积光度耀斑的发生。因此，膝盖可能是周期性耀斑的前兆，然后可以预测，跟踪和更好地建模。黑洞质量范围$10^5-10^8 \rm M_{\rm \odot}$的分析估计表明，在质量为$10^6-10^7 \rm M_{\rm \odot}$的黑洞中，膝特征得到增强。
2016-02-03 astro-ph.HE
Black Hole Mergers Induced by Tidal Encounters with a Galactic Centre Black Hole
我们讨论了恒星质量的黑洞（BH）合并引起的潮汐遇到一个大规模的BH在银河系中心或潜在的密集星团的属性。大质量黑洞对双星系统的潮汐破坏可以产生超高速恒星。然而，这样的潮汐相遇并不总是导致双星的分裂。由于幸存的双星往往会变得坚硬和古怪，这个过程原则上可以产生BH合并。对于最初的圆形双星，我们表明，引力波（GW）合并时间变得更短的一个因素比$10^{2}$（$10^5$）在$10\%$（$1\%$）的幸存的情况下。这种减少主要是由于在潮汐相遇时双星的离心率增加。我们还研究了幸存者的有效自旋，假设BH自旋最初与二进制轨道角动量对齐。我们发现，二进制取向可以翻转在相反的方向在潮汐遇到。对于具有大的合并时间缩减因子的幸存者，有效尾旋分布是相当平坦的。我们估计，由于潮汐相遇通道的合并率为$\sim 0.6\ \textrm{Gpc}^{-3}\textrm{yr}^{-1}$。这一机制不可能成为BH合并的主导形成渠道。然而，目前和不久的将来，GW观测站预计将检测到大量的BH合并。如果在大质量黑洞附近发现合并（例如，检测到GW透镜回波或之前的极端质量比爆发），这种机制将为它们的起源提供可能的解释。
2019-05-30 astro-ph.HE gr-qc
Strong-field tidal distortions of rotating black holes: Formalism and results for circular, equatorial orbits
紧密双星系统中成员之间的潮汐耦合对双星的动力学内旋有着有趣而重要的影响。潮汐耦合也扭曲了双星的成员，将它们（在最低阶）从球体变成椭球体。至少在流体和牛顿引力的限制下，在变形椭球的几何形状和潮汐对轨道演化的影响之间存在简单的联系。在本文中，我们开发的工具，调查潮汐扭曲的快速旋转的黑洞使用的技术是好的强场，快速运动的双轨道。我们使用黑洞微扰理论，所以我们的结果假设极端的质量比。我们开发的工具来计算失真的黑洞的曲率为任何自旋参数，并从任何绑定轨道所产生的潮汐场，在频域中。我们还开发了工具来可视化黑洞自旋$a/M \le \sqrt{3}/2$的视界的扭曲（留下更复杂的$a/M > \sqrt{3}/2$的情况下，未来的分析）。然后，我们研究如何克尔黑洞的事件视界是扭曲的一个小机构在一个圆形，赤道轨道。我们发现，潮汐畸变的几何形状和轨道的演变之间的联系并不像在牛顿极限下那么简单。
2014-11-28 astro-ph.HE gr-qc
Tidal deformability of black holes surrounded by thin accretion disks
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）
研究被薄吸积盘包围的黑洞的潮汐可变形性，揭示其Love数可能影响引力测试并限制黑洞模仿者检测。
2026-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Spinning Black Holes Fall in Love
黑洞是否会因外部引力场而发生潮汐形变，这个悬而未决的问题对基础物理学、天体物理学和引力波天文学都有着深远的影响。勒夫张量描述了天体物理学（Kerr）黑洞等致密天体在外部静态潮汐场中的潮汐形变。我们证明了对于非自旋极限的Kerr黑洞或轴对称潮汐扰动，所有的Love张量相等地消失。与此相反，我们表明，爱张量一般是非零的旋转黑洞。具体地说，在Kerr黑洞自旋和弱扰动潮场中，我们以封闭形式计算了耦合质量型和电流型四极矩与电型和磁型四极潮场的Love张量.对于无量纲自旋~ 0.1，非零的四极勒夫张量为~ 0.002，从而表明黑洞是特别“刚性”的紧凑物体。
2021-02-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Has LIGO Detected Primordial Black Hole Dark Matter? -- Tidal Disruption in Binary Black Hole Formation
激光干涉引力波天文台（LIGO）频繁探测到$\sim 30 M_{\odot}$黑洞（BH）的二元合并，重新点燃了研究人员对原始黑洞（PBH）是暗物质（DM）的兴趣。在这项工作中，我们着眼于PBH分布DM与单色质量的$30 M_{\odot}$，并研究了捕获的情况下，二进制的形成，其中致密的中心区域DM晕占主导地位。因此，我们特别关注了超大质量黑洞（SMBH）的潮汐效应。在这样做的过程中，我们发现了一个必要的工具，称为损失区，补充了损失锥的使用。我们发现潮汐效应在影响二元形成方面并不突出，这也不足以解释LIGO事件率估计的总体情况，特别是由于微透镜事件限制了PBH中DM分数的质量从接近统一到更小的顺序。与此同时，早期宇宙双星形成的情景被证明是如此普遍，以至于LIGO信号反过来将PBH分数限制在1%以下。因此，人们应该更加相信替代PBH窗口和其他DM候选人。
2020-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Motion of charged particles and quasinormal modes around the magnetically and tidally deformed black hole
在这里，我们考虑两个现象在附近的黑洞变形的潮汐引力周围的物质和一个强大的磁场：赤道运动的带电粒子和测试标量场的衰减。我们能够用分析和简单的数值工具分析这两种现象，这是出乎意料的，因为系统的对称性很低。我们表明，潮汐引力和磁场都强烈增强了物质螺旋进入黑洞的结合能的释放。在磁场的存在下，带电粒子的左手和右手旋转是不等价的，并且对于足够大的$|q| B$，存在非常接近事件视界的稳定的反拉莫尔轨道，尽管拉莫尔轨道仅在距离黑洞一定距离处稳定。潮汐力越大，最内层的稳定轨道就越接近黑洞的两种旋转方式。结果还表明，特征拟正规模的实际振荡频率被引潮力显著抑制。
2012-08-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Numerical-relativity simulation for tidal disruption of white dwarfs by a supermassive black hole
本文在全广义相对论框架下数值模拟了超大质量黑洞对白矮星的潮汐撕裂，证实典型白矮星在特定质量黑洞的临界束缚轨道附近会被撕裂。
2023-04-03 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Deformation and Dissipation of Rotating Black Holes
我们证明了当旋转黑洞受到弱的绝热引力场扰动时，它们不经历任何潮汐形变。物体的潮汐变形能力可以用勒夫数来量化，勒夫数描述了物体对外部潮汐场的线性响应。本文计算了Kerr黑洞的Love数，发现它们同为零.我们还计算了黑洞潮汐响应的耗散部分，由于事件视界的吸收性质，它是非零的。我们的结果适用于任意值的黑洞自旋，无论是电型和磁型扰动，并在多极展开的潮汐场的所有订单。在事件视界和渐近无穷大的边界条件被纳入我们的研究，因为它们是至关重要的理解这些潮汐效应映射到引力波观测值的方式。最后，我们解决了广义相对论中Love数的模糊性问题，我们认为当考虑这些边界条件时，这个问题就解决了。我们的发现为目前通过双星系统发射的引力波探测致密天体性质的努力提供了重要的投入。
2021-07-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Forecasting Tidal Disruption Events by Binary Black Hole Roulettes
本文讨论了由内层二元黑洞（BBH）和外层三元黑洞组成的三级系统的引力波发射和轨道演化。根据合并时的反冲速度，合并后的BBH可能会潮汐地破坏第三系。即使伴随着这种破坏的BBH合并的分数预计将远远小于1，第三的存在及其基本参数（如半长轴，投影质量）可以检查1000多个BBH与空间GW探测器LISA及其后续任务。这使我们能够有效地预选目标的后续搜索潮汐中断事件（TDEs）。与随机构型相比，具有对齐的轨道-和自旋-角动量的三重系统的TDE概率将显著更高。
2016-11-17 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Love Numbers of Braneworld Black Holes and Wormholes
我们研究了各种已知的黑洞和虫洞的解决方案在一个简单的上下文中的翘曲紧致- Randall-Sundrum理论，其中的四维时空几何是一个膜嵌入在五维Anti-de Sitter时空的潮汐变形。线性化的引力微扰理论一般可以归结为非齐次二阶常微分方程或齐次三阶常微分方程，其中与渐近无穷大展开相关的指数根可以与潮汐Love数相关。我们描述了各种潮汐变形的指标，分类其indicial根，并发现，特别是四极TLN是一般非零。因此，它可能是一个膜世界的标志，因为它可能出现在双星合并事件中发出的引力波形中。
2020-09-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
High Energy Collision of Particles in the Vicinity of Extremal Black Holes in Higher Dimensions: Banados-Silk-West Process as Linear Instability of Extremal Black Holes
我们研究了高维黑洞周围的高能粒子碰撞。结果表明，当满足以下两个条件时，质心能量在事件视界附近可以任意大，如四维Banados，Silk和West（BSW）过程：（i）视界是极值的;（ii）两个碰撞粒子的参数是微调的，这被称为临界粒子条件.我们还证明了一个简单的情况下，满足临界粒子条件的测试粒子可以从遥远的区域到达事件视界。最后，我们讨论了BSW过程和极端黑洞周围的测试场的线性不稳定性之间的关系，后者是最近由Aretakis发现的。
2014-01-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Tidal response of regular black holes
本研究探讨了规则黑洞的潮汐变形性，通过唯象模型分析其对测试场和引力扰动的响应，发现其潮汐特征可作为引力波探测中内部结构的观测探针。
2025-05-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Tidal disruptions by rotating black holes: relativistic hydrodynamics with Newtonian codes
我们提出了一个近似的方法来研究恒星潮汐扰动的相对论制度的旋转大质量黑洞。它结合了一个精确的相对论描述的流体动力学演化的测试流体在一个固定的弯曲时空与牛顿处理流体的自重。利用两种不同的坐标系导出了克尔时空运动方程的显式表达式。我们在现有的牛顿光滑粒子流体动力学代码中实现了新的方法，并表明，包括额外的物理涉及很少的额外计算成本。我们仔细探索新方法的有效性，首先测试其恢复测地线运动的能力，然后通过比较潮汐破坏模拟的结果与以前的相对论研究。我们进一步比较模拟Boyer-Lindquist和Kerr-Schild坐标，并得出结论，我们的方法允许准确的模拟，即使是潮汐中断事件，恒星深入旋转黑洞的潮汐半径内渗透。最后，我们使用新的方法来研究黑洞自旋对潮汐破裂产生的碎片流的形态和回退率的影响，发现虽然自旋对回退率的影响很小，但它确实对流的形态产生了很大的影响，甚至可以成为恒星本身生存或破裂的决定因素。我们的方法进行了详细讨论，作为未来天体物理应用的参考。
2017-05-24 astro-ph.HE gr-qc
